KietLW9

$\textbf{Bài toán 1.}$ Cho $P,Q$ là hai đa thức hệ số nguyên, khác đa thức hằng. Xét dãy số $$a_n=2016^{P(n)}+Q(n),\forall n \geq 1$$ Chứng minh rằng tồn tại vô hạn số nguyên tố $p$ thỏa mãn tính chất: Ứng với mỗi số nguyên tố $p$ đó thì luôn tồn tại số nguyên dương $m$ để $p|x_m$.

$\textbf{Lời giải.}$  Ta có: $x_n=2016^{P(n)}-2016^{P(1)}+Q(n)+2016^{P(1)}=2016^{P(n)}-2016^{P(1)}+R(n)$ trong đó $R(n)=Q(n)+2016^{P(1)}$ là đa thức hệ số nguyên, khác hằng.

Theo định lý Schur thì tồn tại vô số số nguyên tố $p>2016$ thỏa mãn tính chất: Tồn tại số nguyên dương $n$ để $p|R(n)$

Theo định lý thặng dư trung hoa ta chọn được số nguyên dương $m$ sao cho $P(m)>P(1),m>p$ và $m\equiv n(\text{mod p})$ đồng thời $m\equiv 1(\text{mod p-1})$

Từ đây ta thấy $p|m-n|R(m)-R(n)\Rightarrow p|R(m)$

Mặt khác thì $p-1|m-1|P(m)-P(1)$ và do $(2016,p)=1$ nên theo định lý Fermat thì $p|2016^{P(m)}-2016^{P(1)}$

Do vậy luôn tồn tại số nguyên dương $m$ để $p|x_m$ mà ta lại chọn được vô hạn số nguyên tố $p$ như vậy nên có ngay điều phải chứng minh.

LUYỆN TẬP SỐ HỌC

$\textbf{Bài toán 1.}$ Chứng minh rằng với mọi $k$ nguyên dương thì $2k^4+4k^3+3k^2+k$ không là tích của hai số nguyên dương liên tiếp.

$\textbf{Bài toán 2.}$ Xét dãy số $(x_n)$ được xác định bởi $x_1=6$ và $$x_{n+1}=x_n+gcd(x_{n},n),\forall n \geq 1$$

Chứng minh rằng $x_{n+1}-x_n$ hoặc bằng $1$ hoặc là số nguyên tố

 Với mỗi số nguyên dương $k$, ta định nghĩa $S(k)$ là tổng các ước nguyên tố phân biệt của $k$. Ví dụ $S(20)=7,S(2)=2,S(1)=0$. Tìm tất cả các số nguyên dương $n$ để $S(2^n+1)=S(n)$

$\textbf{Bài toán (Phát hiện?).}$ Cho $\Delta ABC$ nhọn, không cân có $(I)$ là tâm đường tròn nội tiếp. $(I)$ tiếp xúc với $BC,CA,AB$ tại $D,E,F$. $D'$ là điểm đối xứng với $D$ qua $EF$ và $R$ là trực tâm của tam giác $BIC$. Gọi $J$ là trực tâm của $\Delta AEF$. $G$ là điểm trên $ID$ sao $JG//D'R$. Chứng minh rằng đối xứng của $G$ qua $EF$ nằm trên $OI$

$\textbf{Bài toán (Sáng tác?).}$ Cho $\Delta ABC$ nhọn, không cân có $(I)$ là tâm đường tròn nội tiếp và $H,K$ là tâm đường tròn bàng tiếp góc $B,C$ của $\Delta ABC$. $(I)$ tiếp xúc với $CA,AB$ tại $E,F$. 

a) Chứng minh rằng $(HAF)$ và $(KAE)$ cắt nhau tại một điểm $T$ khác $A$ trên đường tròn $(ABC)$

b) Gọi $M,N$ là giao điểm thứ hai của $HE,KF$ với $(I)$. Chứng minh rằng $AT$ là trục đẳng phương của hai đường tròn $(AMC)$ và $(ABN)$.